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暗号モジュールに対する高精度電磁波解析技術の開拓

Research Project

Project/Area Number 21650009
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Computer system/Network
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

青木 孝文  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80241529)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 本間 尚文  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (00343062)
伊藤 康一  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (70400299)
Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords計算機システム / システムオンチップ / サイドチャネル解析 / VLSI設計技術 / ディジタル信号処理
Research Abstract

本年度は,下記の2項目に関する研究開発を実施した.
1.マイクロ磁界プローブ・RFカレントプローブを用いた電磁波解析システムの構築
マイクロ磁界プローブ・RFカレントプローブ,ディジタルオシロスコープおよび解析用PCを基本としたシステムを開発した.一般に,EMI測定を目的としたマイクロ磁界プローブやRFカレントプローブは,スペクトラムアナライザと組み合わせて使用されることが多いが,開発するシステムにおいてはディジタルオシロスコープを使用した.これは,電磁波解析において,LSI動作時の時間波形が必要とされるためである.また,得られた放射電磁波の情報(電圧に変換)を適切に解析用PCに送信するインタフェースソフトウェアを開発した.ここではディジタルオシロスコープ専用のライブラリ関数とLabVIEW環境を用いて開発を行った.
2.位相限定相関法に基づく電磁波解析向け信号処理パッケージの開発
多次元信号の超高精度マッチング技術を応用した電磁波解析向け信号処理ソフトウェアを開発した.特に,マイクロ磁界プローブ・RFカレントプローブとディジタルオシロスコープにより取得された1次元の電磁界波形データの解析に位相限定相関法(POC)を適用し,測定系のサンプリングレートを越える分解能での信号マッチングを実現した.具体的には,LabVIEWおよびMATLAB&Simulink環境上で,(1)位相限定相関法に基づく超高精度波形マッチング・ジッタ解析ライブラリ,(2)高速フーリエ変換(FFT)および各種フィルタバンクによる取得波形のスペクトル分析用ライブラリ,(3)暗号の各種統計解析ライブラリを開発した.これにより,測定から解析までの一連の流れを,本解析システムで閉じた形で実現できる環境を構築した.

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (8 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] An On-Chip Glitchy-Clock Generator and its Application to Safe-Error Attack2011

    • Author(s)
      Sho Endo
    • Journal Title

      Proceedings of the Int'l Workshop on Constructive Side-Channel Analysis and Secure Design

      Pages: 175-182

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electromagnetic Information Leakage for Side-Channel Analysis of Cryptographic Modules2010

    • Author(s)
      Naofumi Homma
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility

      Pages: 97-102

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of an on-chip micro shielded-loop probe to evaluate performance of magnetic film to protect a cryptographic LSI from electromagnetic analysis2010

    • Author(s)
      Masahiro Yamaguchi
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility

      Pages: 103-108

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Information Leakage from Cryptographic Hardware via Common-Mode Current2010

    • Author(s)
      Yu-ichi Hayashi
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility

      Pages: 109-114

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Analysis of Information Leakage from a Cryptographic Hardwarevia Common-Mode Current2009

    • Author(s)
      Yu-ichi Hayashi
    • Journal Title

      Proceedings of the 2009 International Symposium on Electromagnetic Compatibility

      Pages: 17-20

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectrum Analysis on Cryptographic Modules to Counteract Side-Channel Attacks2009

    • Author(s)
      Takeshi Sugawara
    • Journal Title

      Proceedings of the 2009 International Symposium on Electromagnetic Compatibility

      Pages: 21-24

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Side Channel Attack to Magnetic Near Field of Cryptographic LSI and Its Protection by Magnetic Thin Film2009

    • Author(s)
      Masahiro Yamaguchi
    • Journal Title

      Soft Magnetic Materials 19

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanism behind Information Leakage in Electromagnetic Analysis of Cryptographic Modules2009

    • Author(s)
      Takeshi Sugawara
    • Journal Title

      Workshop on Information Security Applications-WISA 2009 LNCS5932

      Pages: 66-78

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 電磁波を用いた電源線からのフォールト攻撃2011

    • Author(s)
      林優一
    • Organizer
      2011年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Place of Presentation
      小倉
    • Year and Date
      2011-01-27
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] べき乗剰余演算に対する故障注入を用いた電力解析攻撃2011

    • Author(s)
      遠藤翔
    • Organizer
      2011年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Place of Presentation
      小倉
    • Year and Date
      2011-01-25
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 暗号プロセッサの故障解析システムに関する検討2011

    • Author(s)
      遠藤翔
    • Organizer
      第24回多値論理とその応用研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2011-01-09
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 重複帯域の位相情報を利用した広帯域信号計測法の評価2010

    • Author(s)
      ファジャルメガプラタマ
    • Organizer
      平成22年度電気関係学会東北支部連合大会
    • Place of Presentation
      八戸
    • Year and Date
      2010-08-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 変調されたサイドチャネル信号の周波数領域での電力解析2010

    • Author(s)
      菅原健
    • Organizer
      2010年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Place of Presentation
      高松
    • Year and Date
      2010-01-19
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 暗号機器の物理形状を考慮したサイドチャネル情報の評価2010

    • Author(s)
      林優一
    • Organizer
      2010年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Place of Presentation
      高松
    • Year and Date
      2010-01-19
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 偏らせた波形セットを用いた電力解析攻撃の高精度化2010

    • Author(s)
      金用大
    • Organizer
      2010年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • Place of Presentation
      高松
    • Year and Date
      2010-01-19
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 周波数領域での暗号モジュールの電力解析2009

    • Author(s)
      菅原健
    • Organizer
      第8回情報科学技術フォーラム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-09-02
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.aoki.ecei.tohoku.ac.jp/crypto/

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.aoki.ecei.tohoku.ac.jp/crypto/

    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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